控缓释型丁酸及制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种控缓释型丁酸及制备方法和用途，它是一种以水滑石为载体的控缓释型丁酸，丁酸根占水滑石层间阴离子总量的８０～１００％。其制备方法是，利用水滑石具有的插层组装性能将丁酸根插入到水滑石层间，或者将水滑石煅烧到４５０～５５０℃得到双金属氧化物，利用双金属氧化物通过层状结构重建吸附阴离子的性质来搭载丁酸。由于水滑石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性、层间可交换性、高表面活性和大比表面积等特点，使之对所负载的丁酸具有控缓释作用。本发明专利技术的控缓释型丁酸可修复、保护肠上皮细胞，维护肠黏膜正常屏障，维护肠道有益微生物菌系，提高动物的健康水平，提高日增重和饲料转化效率。

【技术实现步骤摘要】
控缓释型丁酸及制备方法和用途
本专利技术涉及一种控缓释型丁酸及制备方法和用途。
技术介绍
丁酸的生物学功能如下：(1)维护胃肠道内有益微生物菌丛正常胃肠道的一个非常重要特征是内部细菌的协调平衡，尤其是幼畜。丁酸对微生物区系的选择作用具有正面效应，它可促进有益菌的生长，而抑制有害菌(如大肠杆菌和沙门氏菌)的生长。(2)促进胃肠道细胞的增殖和成熟，维持肠道黏膜上皮细胞的正常形态，维护肠黏膜正常的屏障作用幼年动物消化道不完善，消化酶如淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶在断奶兔、犊牛、仔猪或雏鸡阶段的分泌很差。在这生命的关键阶段，小肠上皮细胞在形态上表现出较短的绒毛和未成熟的隐窝，导致幼年动物分泌消化酶和吸收日粮营养素的能力减小。应激因子如日粮改变、母源抗体缺失以及转群等加剧了这一过程。研究人员报道，犊牛、兔子和仔猪饲喂丁酸钠提高了淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等消化酶的分泌，雏鸡饲喂丁酸钠，其嗉囊的角质化过程加快。丁酸是一种快速分化细胞的能量源，它可以通过更新中间细胞而刺激受损绒毛膜的修复。大鼠结肠灌注乙酸、丙酸、丁酸混合液，能增加空肠、近端结肠粘膜DNA含量，刺激肠上皮细胞增殖。其中，丁酸对结肠上皮细胞增殖与粘膜生长起主要作用，对隐窝上皮细胞增殖的剂量依赖性、刺激作用顺序是丁酸、丙酸、乙酸。结肠内灌注丁酸能促进粘膜生长，表现为粘膜总量、DNA含量和有丝分裂指数的增加。(3)丁酸可促进非特异性免疫系统和特异性免疫系统的功能。由于丁酸在常态下是液体，腐蚀性和挥发性很强，具有刺激性臭味，使用不方便。而且，饲料中添加的丁酸首先必须经肠黏膜吸收，才能发挥其生理效应。为使外源添加的丁酸能为肠上皮细胞吸收，还需将丁酸有选择地在小肠末端、大肠以及盲肠释放，从而产生修复、保护肠上皮细胞，维护肠黏膜正常屏障，维护肠道有益微生物菌系的效果。控缓释系统对药物、农药、肥料、香料的释放部位、速度和方式具有选择性和可控性，可实现目标物的靶向传输和控缓释，提高其利用率和作用效果，控缓释体系的研究和应用将给相关行业带来新的技术革命。控缓释技术在饲料添加剂的研究开发方面也展现了巨大的应用前景和理论意义，它可推动产品的高性能化与环境友好化，将在新的层次上为畜牧业可持续发展提供物质和技术保证。-->控缓释技术的关键是控释载体的选择。水滑石(Hydrotalcites，or Layered DoubleHydroxides，LDHs)是阴离子型无机功能材料，结构上具备层板化学组成、层离子种类及数量、晶粒尺寸及其分布的可调控性，在催化、离子交换、吸附、化工等方面具有广泛的用途。近年来，水滑石在生物医药等方面有了新的应用，水滑石作为治疗胃病的特效药，在欧洲已迅速实现商品化。利用水滑石具有的插层组装的性能和很好的生物相容性，将其作为生物药物分子的传输载体具有很高的应用价值，水滑石被认为是一类结构和作用机制新颖的缓释型载体，已越来越受到研究者的广泛关注。文献1：Choy，J.K.，Kwak，S.Y.，Jeong，Y.J.，Park，J.S.2000.Inorganic layerd doublehydroxides as nonviral vectors.Angew.Chem.39，4041～4045.Choy等人成功地将生物分子核苷酸(Nucleoside Monophosphates)和脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid，DNA)用离子交换的方法插入到LDHs层间，形成bio-LDH层状分子复合材料。水滑石被用作生物分子的传输载体。文献2：Khan AI，Lei L，Norquist AJ，O′Hare D.Intercalation and controlled release ofpharmaceutically active compounds from a layered double hydroxide.Chem Commun(Camb)，2001，21：2342-2343.制备了双氯芬酸、布洛芬和奈普生等抗炎药插层水滑石。文献3：Ambrogi V，Fardella G，Grandolini G，Perioli L.Intercalation compounds ofhydrotalcite-like anionic clays with antiinflammatory agents--I.Intercalation and in vitro release ofibuprofen.Int J Pharm.，2001，220：23-32.水滑石被用作药物缓释的传输载体，进行了布洛芬在水滑石中的插层，对插层产物的释放性能研究表明，在中性pH值的条件下，药物的释放速度变得缓慢，达到了延缓药物释放的目的。水滑石在450℃～550℃下煅烧将破坏其层状结构，得到双金属氧化物。双金属氧化物能通过吸附环境中的阴离子和水分子来恢复重建水滑石结构，且因具有较大的比表面积和孔体积，容易接受客体。焙烧后的双金属氧化物比其前驱物有更大的比表面积，且具有结构“记忆”效应，即在水环境中重新吸收阴离子使其恢复原有的层状结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控缓释型丁酸及制备方法和用途。控缓释型丁酸是一种以水滑石为载体的控缓释型丁酸，丁酸根占水滑石层间阴离子总量的80～100％。控缓释型丁酸的制备方法包括以下步骤：1)将水滑石或双金属氧化物研磨至大于400目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；；2)将摩尔数为水滑石或双金属氧化物1～2倍的丁酸盐，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬-->浮浆液中，室温反应5～15小时；3)步骤2)的悬浮浆液离心或过滤脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型丁酸。专利技术中使用的水滑石可以是市售商品，也可以根据现有技术制备，其制备技术是众所周知的。水滑石化学结构通式为：M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]，该水滑石中的二价金属离子M2+可以是Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Cu2+，Ca2+中的任何一种；三价金属离子M3+可以是Al3+，Fe3+，Cr3+，Ti3+中的任何一种；An-可以是CO32-，Cl-，NO3-中的任何一种，优选CO32-；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。专利技术中使用的双金属氧化物为将上述水滑石在450～550℃温度下煅烧而成。本专利技术制备方法中，所说的丁酸盐可以是正丁酸、正丁酸钠、正丁酸钾。制备方法的浆液脱水工艺，可因地制宜，选用离心或过滤等方法进行脱水。脱水后所得的滤饼可使用常规烘干设备干燥。烘干后的控缓释型丁酸为块状，可选用常规粉碎设备粉碎至粒度大于300目。控缓释型丁酸用于牛、羊、畜禽、水产动物饲料添加剂。本专利技术的优点是：(1)利用水滑石具有的插层组装性能以及双金属氧化物通过层状结构重建吸附阴离子的性质来搭载丁酸，实施方法简便，适宜工业化生产，成本较低。(2)由于水滑石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性、层间可交换性、高表面活性和大比表面积等特点，使之对所负载的丁酸具有控缓释作用，从而大大提高了丁酸的吸收利用率。(3)本专利技术所制得的控缓释型丁酸易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。(4)本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控缓释型丁酸，其特征在于，它是一种以水滑石为载体的控缓释型丁酸，丁酸根占水滑石层间阴离子总量的８０～１００％。

【技术特征摘要】
1.一种控缓释型丁酸，其特征在于，它是一种以水滑石为载体的控缓释型丁酸，丁酸根占水滑石层间阴离子总量的80～100％。2.根据权利要求1所述的一种控缓释型丁酸，其特征在于所说的水滑石化学结构通式为：[M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n·mH2O]，其中，二价金属离子M2+为Mg2+，Zn2+，Fe2+，Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ca2+中的任何一种，三价金属离子M3+为Al3+，Fe3+，Cr3+，Co3+，Ti3+中的任何一种；An-为CO32-，Cl-，NO3-，SO42-中的任何一种；X＝0.5～0.17；M2+/M3+＝1～5。3.一种如权利要求1所述的一种控缓释型丁酸的制备方法，其特征在于方法的步骤如下：1)将水滑石或双金属氧化物研磨至大于400目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；；2)将摩尔数为水滑石或双金属氧化物1～2倍的丁酸盐，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，室温反应5～15小时；3)步骤2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡彩虹，夏枚生，张红梅，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]